CC BY
59
УДК 543.421/.424
А. А. Чижевский, И. Ш. Абдуллин, В. Р. Гафиатуллина
ИК-СПЕКТРЫ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ НА ПРИМЕРЕ АМАРАНТА
Ключевые слова: спектр, функциональна группа, кислота, водный экстракт.
В статье проведены спектроскопические исследования водных экстрактов травянистого растения амарант. Показано что первично выщелачиванию подвергается органические кислоты. После идентификации полученных спектров показано, что основным компонентом экстракта является щавелевая кислота.
Keywords: range, the group, acid, water extract is functional.
In article spectroscopic researches of water extracts of a grassy plant an amaranth are conducted. It is shown that initially is exposed to leaching organic acids. After identification of the received ranges it is shown that the main component of extract is oxalic acid.
Введение
Важнейшим классом соединений, обладающих обширной биологической активностью, являются органические кислоты. Они обладают антиоксидантными, противовоспалительными,
иммуномодулирующим свойствами, участвуют в обмене веществ, хорошо влияют на усвоение питания, организуют благоприятные условия жизнедеятельности нужной микрофлоры кишечника. Разработка методик количественного определения кислот в растительном материале является перспективным направлением
исследований [1,2].
В мировом сельском хозяйстве всё чаще применяют растительные БАД, в связи с негативным отношением к антибиотикам, опасным для людей и животных [3]. Скринингом безопасных препаратов добиваются создания полноценности и биологической чистоты кормовой основы, на фоне устойчивости к лекарственным препаратам. В России в качестве источника микроэлементов и витаминов долгое время применяли травяную муку [4]. Новым подходом к проблеме нехватки нужных кормов животноводства является использование сорняковых растений типа амаранта, обладающих нужными кормовыми и лекарственными характеристиками [5].
Как правило, основными методами определения кислот в растительном сырье является хроматография. Применение совместных спектроскопических методов позволяет достаточно оперативно определить состав таких кислот. С другой стороны важным применением совместной спектроскопии является определение режимов экстракции природного сырья в частности водой или водными растворами.
Экспериментальная часть
На исследование представлены экстракты растительного сорняка класса амарант с целью определения кислоты преобладающей в образцах.
Была исследована выборка из 3 водных экстрактов при одинаковых режимах экстракции. Все образцы представляли собой бурые жидкости с характерными запахами.
ИК-спектроскопическое исследование
проводилось на приборе ГОА01т1у-1 8Ыша^и, УФ
спектры снимались на иУ-2700 того же производителя. После сопоставления спектров в среде ГО^оМои и иУРгоЪе с карточкой библиотеки выбран базовый компонент экстракта.
Обсуждение результатов
ИК-спектр (рис. 1) представляет собой классический спектр с хорошим разрешением линий и ровной базовой, что говорит химической стабильности образца. Часто в экстрактах присутствуют коллоидные системы, искажающие базовую линию. Влажность образца сильно уширяют пики. В спектре можно выделить широкую полосу в диапазоне 2000 - 3100 см-1 что свидетельствует о сильном взаимодействии с водой карбоксильной ОН группы. Выделяется пик 3082см-1, идентифицируемый как водородная связь. Наличие такой группы говорит о молекуле поликарбоновой кислоты, причём имеющей сильное взаимодействие с другими ОН группами. Можно предположить, что молекула имеет транс конфигурацию. Наличие некоторого колличества взаимно связанных карбоксильных групп показывает широкий пик при 1674 см-1.
3300 3000 2700 2400 1950 1800 1650 1500 1350 1200 1050 900 750
?2 /ст
Рис. 1 - ИК-спектр водной вытяжки амаранта
Полоса 1276 см-1 присутствует на всех спектрах кислот и выделяет их среди других классов веществ. Ряд сигналов в области 902 см-1 указывает на колебания СН связей. Нужно заметить, что в спектре не наблюдается наличия групп с 8р3 гибридизацией таких как -СН2 и -СН3. Спектр с расшифровкой представлен на рис. 2. Те же образцы
3.6 —
0.525 —
J.45
0.375 —
J.3 —
0.225
J.15 —
0.075
исследованы в диапазоне длин волн от 200 до 600 нм (рис. 3).
ç==o
ОН группы водород H t( и ie Карбоь группь сильной
связи кислотных S —о 1 связь
rpynï I 1 °(н J дрформа 1ИОННЫ
т с S т СН гр уппь,
т 1
1 А
V и h H
Э 3250 3000 2750 2500 2250 20 00 1750 1500 1250 1000 750
Рис. 2 - Идентифицированный спектр вытяжки амаранта
Были исследованы сами образцы и вода. После анализа полученных спектров в выбранной области было выявлено, что на спектры активно влияет растворитель - вода, поэтому было произведено спектроскопирование образцов, с компенсацией воды, установленной в канале вычитания. При этом удалось добиться максимальной значимости спектра.
Рис. 3 - УФ спектр водной вытяжки двойного накопления
Анализ УФ спектров полученных экстрактов показал, что спектр наиболее близко подходит к спектру щавелевой кислоты [6].
Сопоставление ИК и УФ спектров подтверждает, что [7] в представленных на спектроскопическое исследование водных экстрактах из сорняковой
травы рода Amaranthaceae основным компонентом является щавелевая кислота. Данный результат показывает, что данное растение при данном виде переработки мажет являться исключительным источником этой кислоты в сельском хозяйстве.
Выводы
• В представленных образцах вытяжек экстрагентом в раствор переводится максимальное количество щавелевой кислоты.
• Находящиеся в экстракте коллоидные примеси не искажают спектральную картину результатов.
• УФ исследования более чувствительны и однозначны в результате фонового приборного вычитания водного растворителя.
Литература
1. Георгиевский В.П. Биологически активные вещества лекарственных растений / В.П. Георгиевский, Комисаренко Н.Ф., Дмитрук С.Е. — Новосиб.:Наука, 1990. — 333 с.
2. Бурда Н.Е. Количественное определение гидроксикоричных кислот в траве и подземных органах FILIPENDULA ULMARIA (L.) MAXIM. / Н.Е. Бурда [и др.] // Материалы Всероссийской с международным участием научно-практической конференции «Традиции и инновации фармацевтической науки и практики». — Курск (апрель, 2011). — С. 209-212.
3. European Commission. 2003. Regulation (EC) No. 1831/2003 of the European Parliament and of the council of 22 September 2003 on additives for use in animal nutrition // Off. J. Eur. Union L. - 2003. - V. 268. - P. 29-43.
4. Костомахин H.M. Травяная мука - ценный белковый и витаминный корм / Н.М. Костомахин, А.В. Иванов // Кормление сельскохозяйственных животных и кормопроизводство. - 2014. - N° 2. - С. 3-9
5. Шилов В.Н. Влияние гидролизата травяной муки из амаранта на гематологические и биохимические показатели крови поросят-отъемышей / В.Н. Шилов, А.П. Жарковский, Г.Х. Сергеева // Ученые записки Казанской государственной академии ветеринарной медицины им. Н.Э. Баумана, 2010. -Т. 202. - С. 235-239
6. http://webbook.nist.gov/cgi/cbook.cgi?ID=C144627&Mas k=400
7. Чижевский А. А., Абдуллин И.Ш., Азанова А. А. ИК-спектроскопия хлопчатобумажной пряжи, обработанной в газовом разряде, Вест. Казан.технол. ун-та, 12, 83 (2015).
© А. А. Чижевский - к.х.н., с.н.с. каф. плазмохимических и нанотехнологий высокомолекулярных материалов КНИТУ, chaaman@mail.ru; И. Ш. Абдуллин - д.т.н., проф., зав. каф. плазмохимических и нанотехнологий высокомолекулярных материалов КНИТУ, abdullin_i@kstu.ru; В. Р. Гафиатуллина - магистр той же кафедры.
© A. A. Chizhevsky - Ph.D., p. n. s., of. «Plasma-Chemical and Nanotechnology of High-Molecular Materials» Department, KNRTU, chaaman@mail.ru; I. Sh. Abdullin, Doctor of Technical Sciences, Professor, Head of. «Plasma-Chemical and Nanotechnology of High-Molecular Materials» Department, KNRTU, abdullin_i@kstu.ru; V. R. Gatiatullina - master degree student of «Plasma-Chemical and Nanotechnology of High-Molecular Materials», KNRTU.
